Uyede和Kanamori于1979年根據(jù)島弧是大陸弧或大洋弧、上下盤耦合程度提出的俯沖帶類型之一,是具有高應(yīng)力、弧后區(qū)呈擠壓狀態(tài)的俯沖帶。
俯沖帶及其分類定義俯沖作用是指發(fā)生在匯聚板塊邊緣復(fù)雜的地質(zhì)作用過程,表現(xiàn)為一個巖石圈板塊相對于另一個巖石圈板塊下降潛伏的過程。俯沖帶即為俯沖板塊的俯沖部分,發(fā)生俯沖作用板塊的邊緣地帶,它是板塊發(fā)生消減滅亡的區(qū)域。俯沖板塊一般能下潛到很深的深度(650km),甚至達到了核幔邊界2800km處(如東、西太平洋板塊)。1
分類俯沖帶的經(jīng)典分類是Uyede和Kanamori于1979年根據(jù)島弧是大陸弧或大洋弧、上下盤耦合程度提出的智利型(Chiles)和馬里亞納型(Marainas)分類。另外國際地學(xué)界根據(jù)俯沖作用所處的不同構(gòu)造環(huán)境,將俯沖作用分為A型和B型。A型俯沖是指一個大陸巖石圈板塊下降潛伏到另一個大陸巖石圈板塊的過程,如落基山。B型俯沖是一個大洋巖石圈板塊下降潛伏到另一個大洋巖石圈板塊或大陸巖石圈板塊的過程,它是基于板塊構(gòu)造學(xué)匯聚板塊邊緣的經(jīng)典概念(畢尼奧夫帶),典型的B型俯沖發(fā)育于太平洋的東、西兩岸。A型俯沖作用往往伴隨著B型俯沖作用發(fā)生或在其之后發(fā)生。
智利型俯沖帶智利型俯沖帶通常海溝較淺,貝尼奧夫帶平緩;陸源物質(zhì)大量供應(yīng),增生楔發(fā)育良好;俯沖板塊與上覆板塊緊密地耦合,加之俯沖帶平緩,二板塊之間接觸面積大,出現(xiàn)大于8級的逆斷層型地震;陸緣弧受擠強烈上升,形成高聳的山系和巨厚的大陸型地殼;弧后有逆斷層活動;火山活動主要為安山巖—英安巖—流紋巖類型,巖漿黏度高,常呈爆發(fā)型;深成侵入作用比火山活動占優(yōu)勢。智利型俯沖帶的形成可能與上覆板塊向海溝方向主動推掩有關(guān),如向西漂移的南美板塊掩覆于太平洋洋底之上;也可能與俯沖板塊的年齡較新(如年輕的納斯卡板塊俯沖于南美板塊之下)有關(guān),年輕、較熱的板塊浮力較大,致使下插板片傾角較小,俯沖板塊與上覆板塊之間的水平擠壓力較強。2
馬里亞納型俯沖帶馬里亞納型俯沖帶通常海溝較深,貝尼奧夫帶陡傾;海溝洋側(cè)斜坡上張性斷層和地塹發(fā)育,海溝內(nèi)沉積層薄,海溝陸側(cè)斜坡上增生楔不發(fā)育,弧前區(qū)出現(xiàn)塌陷構(gòu)造侵蝕;地震震級較低,反映俯沖板塊與上覆板塊之間耦合不緊,其間存在著低應(yīng)力狀態(tài),加之俯沖帶較陡,二板塊之間接觸面積較小;洋內(nèi)弧常有拉張活動,地形低矮,地殼較薄;弧后擴張作用顯著;有廣泛的火山活動,以玄武巖為主,安山巖數(shù)量不多,常見海底火山,為寧靜式噴發(fā)。馬里亞納型俯沖帶的形成可能與上覆板塊退離海溝有關(guān),如在馬里亞納弧后,菲律賓海板塊向西推移,為弧后盆地的擴張?zhí)峁┝丝臻g。這類俯沖帶的形成還可能與俯沖板塊年齡較老有關(guān),如俯沖于馬里亞納弧下的太平洋西部洋底的年齡為侏羅紀。較老的大洋板塊經(jīng)長期冷卻逐漸變重,致使下插板片陡傾,其重力下拉作用更加強烈。3
智利型和馬里亞納型區(qū)別1)應(yīng)力類型,智利型處于擠壓構(gòu)造背景之下,馬里亞納型是在拉張背景下;
2)俯沖角度,智利型俯沖角度比較平緩,而馬里亞納型比較陡;
3)地震震級,智利型俯沖帶發(fā)育有大量高震級地震,尤其是震級在8.0級左右的逆沖斷層型地震幾乎都發(fā)育在智利型俯沖帶上,而馬里亞納型發(fā)生的地震震級一般比較低。由此可推斷智利型俯沖板塊與上覆板塊之間的耦合程度是很高的,原因可能是俯沖板塊與上覆板塊的接觸面比較粗糙,使它們能夠比較好的耦合在一起,要發(fā)生震級比較高的逆沖斷層型地震就要求壓力很大,這樣才能克服兩板塊之間的阻力使之發(fā)生滑動進而產(chǎn)生地震,馬里亞納型板塊的耦合程度不是很高,可能是由于兩板塊接觸面光滑或接觸面之間存在巖漿或者流體等使接觸面之間可以進行低應(yīng)力的無震滑動;
4)巖漿類型,智利型巖漿類型為安山巖-英安巖-流紋巖類型,且安山巖十分發(fā)育,安山巖在大陸弧和成熟島弧比較發(fā)育,馬里亞納型則以玄武巖為主,安山巖較少;
5)俯沖板塊的年齡,智利型年齡較為年輕,馬里亞納型則較老。年輕的俯沖板塊較熱,板塊浮力大,所以形成的俯沖角度小,而老的俯沖板塊較冷,密度大,俯沖板塊下沉變重,形成的俯沖角度自然也較大。另外也有觀點認為,俯沖板塊的年齡也可以影響到地震的震級,因為智利型板塊較熱,板塊俯沖到上覆板塊之下需要很大的力,因此形成了逆沖斷層型地震。2
本詞條內(nèi)容貢獻者為:
屈明 - 副研究員 - 西南大學(xué)